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中国企业新闻 2023-7-5 03:00 8666 20

金银铜铁都是金属,为什么磁铁只会对铁产生吸引力?

磁铁会吸引铁,这是一种众所周知的现象,相信大师都已经尝试过用磁铁去接近其他的金属,看看磁铁能不能对其发生吸引力,但是“尝试成果”常常是使人失望的,由于金、银、铜这些常见的金属,底子就不会被磁铁吸引。


金银铜铁都是金属,为什么磁铁只会对铁发生吸引力?

金银铜铁都是金属,为什么磁铁只会对铁发生吸引力呢?这需要从原子的内部机关讲起。

我们晓得,原子是由原子核以及电子组成,其华夏子核带正电,而且存在着自旋,而电子带负电,而且电子在自旋的同时还会在原子核外的空间中活动,按照麦克斯韦方程,变化的电场会发生磁场,是以原子核和电子就会发生细小的磁场。



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相对而言,电子发生的磁场强度比原子核高很多,一般都可以到达1000倍,是以一个原子能不能在整体上表示出磁性,实在取决于原子内部的电子所发生的磁场在叠加上后的结果。

在原子的内部,电子的排布是很是有纪律的,我们可以将其简单地了解为,原子核外存在着多少个“壳层”,越接近原子核的“壳层”,其能级就越低,而电子总是会趋向于添补能级更低的“壳层”。


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每一个“壳层”都只能包容特定数目的电子,所以当最低能级的“壳层”填满以后,其他的电子就会去添补其外侧的“壳层”,假如这一层也填满了,其他的电子就只能去添补更外侧的“壳层”……

按照量子力学的描写,在填满电子的“壳层”当中,电子总是会成对地排布,但由于“泡利不相容道理”的限制,它们不被答应处于完全不异的状态,在这类情况下,它们所发生的磁场偏向就是相反的,其叠加结果就是“相互抵消”。

是以可以说,假如一个原子想要在整体上表示出磁性,其最里面的“壳层”就不能是满电子状态,而在已知的众多元素中,只要一部分才能满足这个条件,比如说元素周期表中的“过渡元素”(transition elements)。


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可以看到,金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等金属元素与铁(Fe)一样都是“过渡元素”,那为什么恰恰只要铁会被磁铁吸引呢?我们接着看。

当铁原子构成晶体的时辰,相邻铁原子的电子之间会存在着一种被称为“交换交互感化”(exchange interaction)的特别量子效应,其发生的结果就是:使相邻铁原子的磁场偏向依照大致不异的偏向排列。

由于这类量子效应只能使原子磁场的偏向“大致不异”,是以假如铁原子的数目太多,它们就只能构成一小块一小块的“原子磁场偏向根基分歧”的地区,这类地区就被称为“磁畴”(Magnetic Domain)。

现实上,常见的铁质物品都是属于“原子数目太多”这样的情况,究竟铁原子实在是太小了(区区1立方厘米的铁块里包括的铁原子数目就有大约8.5 x 10^22个),所以我们可以简单地以为,常见的铁质物品中实在包括了大量的“磁畴”。


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在绝大大都情况下,大量的“磁畴”聚集起来,各个“磁畴”的磁场偏向在整体上并不能连结分歧,因而它们的叠加结果就会“相互抵消”,所以常见的铁质物品凡是也不会表示出磁性。

但“磁畴”有一个重要的特点,那就是它们的磁场偏向很轻易遭到外界磁场影响,是以在铁质物品接近磁铁的时辰,其内部的众多“磁畴”的磁场偏向就会由于遭到磁铁磁场的影响而变得“整洁齐截”,进而在宏观层面上表示出磁性,这也被称为“磁化”。


金银铜铁都是金属,为什么磁铁只会对铁发生吸引力?


在被“磁化”以后,铁质物品和磁铁之间就会发生电磁相互感化,并是以而相互吸引,因而就出现了“铁会被磁铁吸引”这类现象。

除了铁、镍、钴等少少数元素之外,其他的绝大部分“过渡元素”(包括金、银、铜在内)在构成晶体的时辰,都不会存在“交换交互感化”这类量子效应,是以在这些元素组成的金属当中,各个原子磁场的偏向都是混乱无章的,因而这些原子磁场的叠加结果就出现了“相互抵消”,从而在宏观层面上不表示出磁性,也就不会被磁铁吸引了。


好了,明天我们就先讲到这里,接待大师关注我们,我们下次再会。

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最新评论(20)

引用 伊索谗言 2023-7-5 03:13
屏蔽太阳风是怎么回事
引用 风吹吹蛋蛋疼风w 2023-7-5 03:13
转发了
引用 老橡树1 2023-7-5 03:12
因为前面的比较值钱,所以吸引不到
引用 哈哈SE7 2023-7-5 03:12
铁听话好领导
引用 尘埃416 2023-7-5 03:11
一切都是最好的安排
引用 xinting_6ym 2023-7-5 03:10
转发了
引用 银鲜目江探 2023-7-5 03:09
磁的本质是什么
引用 顺势而为47 2023-7-5 03:09
镍也会吸吗?
引用 海田1 2023-7-5 03:08
结构问题
引用 忆困血馆闻 2023-7-5 03:08
说明团结一致才有力量!
引用 123456835 2023-7-5 03:07
为啥它叫磁铁而不是叫磁铜[狗头]
引用 123456819 2023-7-5 03:07
那它为啥一面吸引,一面排斥呢
引用 计划你大爷计j 2023-7-5 03:06
为什么金银铜铝过电就有磁了?
引用 123456835 2023-7-5 03:06
磁铁
引用 luly靓 2023-7-5 03:05
把磁畴.磁化等都讲清楚了,转发。
引用 啤酒瓶空了缓 2023-7-5 03:04
铁在化学元素周期表中的位置,有点奇怪。
引用 luly靓 2023-7-5 03:03
为什么地球磁场可以把任何东西吸住呢?
引用 心随674 2023-7-5 03:03
那么问题来了,未来有没有可能研制出磁金,磁银出来?
引用 dxf17 2023-7-5 03:02
做核磁共振的时候,为什么不管什么金属都要拿掉?这个又是啥原理?
引用 xinting_6ym 2023-7-5 03:01
也不全对。银行的金子磁铁就有作用

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